21世紀(jì)出現(xiàn)以石墨烯為代表的碳時(shí)代將會(huì)全方位改變?nèi)祟惿鐣?huì)。首先引發(fā)人們遐想“碳時(shí)代”的是足球烯以及隨后碳納米管的發(fā)現(xiàn)。足球烯擁有很多優(yōu)異性能,如超導(dǎo)、強(qiáng)磁性等等,而碳納米管具有高模量高彈性,良好導(dǎo)電性,傳熱性能等優(yōu)秀性能。
到了近幾年,21世紀(jì)又變成了“石墨烯的時(shí)代”。相比跟它同族的足球烯、碳納米管,石墨烯的實(shí)力最強(qiáng)勁,儼然已是碳家族的代言人。它是最堅(jiān)硬的納米材料,電阻率極低,導(dǎo)熱系數(shù)驚人,被科學(xué)家們稱為“材料之王”。
且不論它們是否真的在未來會(huì)帶來天翻地覆的變化,我們同樣有其他性能非常優(yōu)異的材料,極具潛力改變?nèi)祟惿鐣?huì)。
石墨烯
設(shè)想一下,如果發(fā)現(xiàn)了廉價(jià)的室溫超導(dǎo)材料,并將之應(yīng)用,發(fā)電機(jī)的效率、發(fā)電容量均會(huì)大幅提升,遠(yuǎn)距離輸電線將不再有損耗,每年可節(jié)約巨量電能,由此能源危機(jī)說不定引刃而解。而超導(dǎo)電子計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)磁懸浮列車、可控核聚變超導(dǎo)磁體等等,也無不是在展示超導(dǎo)材料的威力。
碳纖維因低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低等等,被科學(xué)家稱作“新材料之王”(又一個(gè)材料之王)。相比它的同族,碳纖維才是現(xiàn)在時(shí),已經(jīng)在航空航天、汽車、風(fēng)能發(fā)電等等領(lǐng)域展露頭角。
稀土材料、鈦合金、多孔材料、智能材料、先進(jìn)高分子材料……無不擁有其他材料不可比擬的優(yōu)異性能,同樣也會(huì)在自己的領(lǐng)域內(nèi)改變?nèi)祟愂澜?。若論前景與貢獻(xiàn),比之被用來形容21世紀(jì)時(shí)代的材料,也不逞多讓。
現(xiàn)代社會(huì),早非遠(yuǎn)古聊聊可數(shù)的幾種材料可以使用,而是一個(gè)新材料百花齊放的時(shí)代。層出不窮新材料正在一次又一次的顛覆人類的認(rèn)知,即使是歷經(jīng)幾千年發(fā)展的傳統(tǒng)材料,在新技術(shù)下也煥發(fā)出新的活力。
而今天,21世紀(jì)僅僅走過了十幾個(gè)年頭而已。另外,還用材料形容今后的時(shí)代,真的好嗎?上個(gè)世紀(jì)下半葉大放異彩的材料屬硅無疑,無怪乎人們將20世紀(jì)稱為“硅的時(shí)代”。但是,到底是硅成就了計(jì)算機(jī),還是計(jì)算機(jī)成就了硅?如果沒有計(jì)算機(jī)技術(shù)巨大威力,硅今天或許仍然只是沙子。
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